微耕机振动特性仿真及试验研究

提出了一种"微耕机-土壤"系统数学建模结合MatLab仿真的方法,研究微耕机的振动特性。首先建立了五自由度微耕机数学模型,然后利用MatLab软件建立仿真模型并进行仿真分析,得到系统关键振动部件(发动机、机架、变速箱及刀辊)处振动加速度信号的时域变化曲线,其均方根值分别为5.316、7.125、5.564、5.264m/s~2。在发动机全油门作业工况下,测试微耕机机架和变速箱处的振动加速度信号,得到了信号的时域变化曲线,其均方根值分别为7.33m/s~2和4.93m/s~2。将仿真结果与试验结果进行对比,结果表明:相对误差较小,分别为2.8%和12.9%;"微耕机-土壤"系统数学建模比较准确合理,数学建模结合MatLab仿真方法研究微耕机振动特性的方法可行,为同类产品的设计及减振优化提供了参考。     

基于Z比分数的微耕机扶手架振动检测比对与分析

正微耕机是指配套发动机标定功率不大于6.5k W、直接用驱动轮轴驱动旋转工作部件,以旋耕为主要功能,用于旱田耕整作业的步行操纵式机械,又称微型耕耘机。为减轻劳动强度,有必要降低微耕机振动对人体造成的伤害。影响微耕机振动的主要因素有:发动机的往复运动质量,发动机转速,微耕机质量,微耕机刚度,微耕机阻尼,被切屑土壤性质等。降低微耕机振动的主要方式有:阻断振动传递和扶手架自身属性的改变。微耕机在工作     

微耕机的振动测试试验与分析

以北京地区常见的某款微耕机为研究对象,通过测试与有限元仿真相结合的方法,对其振动特性进行探索性研究。采用CBOOK2001便携式数据采集器、CM3508TM8通道动态信号调理模块及加速度传感器对微耕机的扶手架在不同环境、不同工况下进行测试,并且对扶手架进行时域和频域分析,得到扶手架在各工况下的振动信号的特性值和频谱图。根据分析结果建议:微耕机在使用过程中定期更换发动机安装座处的减震垫,且在实际生产加工中优化机架结构使其固有频率避开发动机激励频率。     

微耕机振动影响因素研究

<正>我国丘陵、山地占全国耕地总面积的2/3以上,微耕机具有结构简单,重量轻,技术成熟,田间转移方便,性价比高等特点很快在丘陵山区得到推广使用。微耕机自配动力,耕作时刀辊既是工作部件,又是驱动部件及行走部件,当旋耕刀周期性地入土、切土、出土过程形成的土壤反作用力几乎全部通过机架传递至手把,使操作者承受强烈的振动,身体健康面临巨大威胁,因此开展微耕机的减振研究具有重要意义。     

微耕机振动研究现状综述

微耕机是典型的小型智能农业装备,在低能耗绿色农业发展中占有重要地位。微耕机在工作过程中存在严重的振动,会损害操作者的身体健康,影响微耕机的可靠性和稳定性。课题组对微耕机的振动原因进行研究,提出了可靠的振动抑制措施是改进微耕机性能的关键。课题组从微耕机激振力、振动模型的发展和振动抑制手段的发展三个方面总结了微耕机振动研究的现状,提出了微耕机振动研究的发展方向。     

微耕机非作业状态下的振动测试及响应分析

为分析微耕机振动传递情况及各主要结构对整机振动影响,以某型自走式微耕机为研究对象,基于LMS Test.Lab系统测试其非作业状态时8种转速工况下微耕机主要结构的振动情况,并进行时域、频域分析。结果表明:微耕机振动随发动机转速提高而增大,保险杠处振动最为剧烈;主要结构振幅峰值频率分布不集中,在较宽泛的频率范围内都有可能引发共振;后期在微耕机作业工况下的振动研究中,需重点关注发动机、保险杠及手柄等结构,为改善微耕机操控舒适性奠定基础。     

耕整机扶手架振动机理的虚拟研究

耕整机是一种产量大且已被广泛应用于农业生产的小型农机具,但由于它的动力装置是小型单缸柴油机,引起扶手架手把的振动量较大,严重影响到了操作者的身体健康,因此对耕整机手把振动机理的研究具有重大意义。采用ADAMS仿真软件并通过实测尺寸构建了GN31耕整机的虚拟样机,从整机角度分析研究了耕整机振动机理。通过仿真试验给出了不同轮胎气压下的扶手架振动情况,研究了轮胎气压对扶手架振动的影响,为扶手架减振措施的后续研究提供了重要依据和研究方法。     

耕整机扶手架振动机理及减振措施的虚拟研究

以GN31型耕整机为原型,构建了耕整机的虚拟样机,对其精度进行了验证。通过对虚拟样机的动力学仿真,分析了耕整机振动机理,提出有效的减振措施。研究表明GN31型耕整机扶手架1阶固有频率为43．9Hz,与其额定转速下的惯性力基频接近,易产生共振,原扶手架结构应进行改进。在扶手架手把处的横杆上加装1．5～3．0kg的质量块,能有效减小扶手架手把的振动。     

微耕机田间比对试验及分析

通过土壤条件、作业耕深、作业耕幅、配套功率和消耗燃油等5个因素进行微耕机田间比对试验,并对结果进行分析,得出各个不同因素对生产率、油耗和噪声的影响情况,为用户的选购与应用、政府的推广与购置补贴提供技术支持。     

微耕机非作业状态的振动测试及分析

采用QLVC-ZSA1振动信号分析仪及压电式加速度传感器,分别测试微耕机在非作业状态下发动机处于典型工况时微耕机发动机壳体、扶手的振动信号,并对其进行时域和频域分析,得到微耕机在非作业状态各种工况下振动信号的特征值及频谱图。分析结果表明:在发动机转速由小变大的过程中,微耕机扶手的振动频率加大,但在怠速时的振动均方根值最大,发动机壳体的振动频率加大,振动加速度值变大且其均方根值的最大值是最小值的1.8倍,引起发动机振动的频率范围在26~131Hz的低频段之间,在怠速工况下扶手处的振动已变为高频振动。     

枸杞果实振动脱落特性模拟仿真及试验研究

为深入研究枸杞果实-果柄振动分离特性,确定成熟枸杞果实-果柄分离用时最短的激振振幅与频率组合,研究了枸杞果实振动脱落机理,并通过仿真试验得到了最佳振幅和频率、枸杞脱落数量与时间的关系曲线、振动杆加速度和枸杞果实的加速度。搭建了枸杞振动试验台,以脱落所需时间为指标,分别对成熟和未成熟枸杞进行了振动脱落正交试验,获得了不同激振组合参数下振动杆的加速度及枸杞的脱落情况,最终确定了试验因素的最佳组合为:激振振幅12mm,激振频率16Hz。该条件下成熟枸杞脱落用时为1. 39 s,激振方向最大加速度为162. 81m/s2。本研究可为振动式枸杞机械收获装置的设计提供理论依据与数据支撑。     

操控因素影响下微耕机人机系统手传振动特性

微耕机在使用中存在剧烈振动问题,而目前微耕机手传振动特性及传递规律尚不明确.利用加速度传感器、薄膜压力传感器、转数表等设备,测试分析10名受试者操作微耕机时的手传振动特性,研究发动机三级转速水平及三种握力的操控因素影响下人机系统关键节点处振动强度特征及传递规律.结果 表明,发动机转速对人机交互界面的振动强度起主导作用;...     

大型核桃树振动响应特性与落果试验研究

为确定大型核桃树的振动响应特性,探究大型果树机械化摇振采收方法,以南疆大型核桃树为研究对象,利用ANSYS进行有限元分析获取各分枝振动响应特性;应用自主研发摇振收获设备进行扫频试验及落果试验研究,对各主枝进行共振频率检测,通过各分枝上的传感器获取的频率-加速度幅值曲线,确定曲线峰值对应的共振频率;最后,进行摇振落果试验,对比各主枝在不同共振频率下的落果情况。结果表明：大型果树同一主枝及其上侧枝共振频率相同,各主枝共振频率在22～26 Hz之间;同一主枝上的各检测点加速度响应曲线整体呈现先增加后减小的趋势,距离激振位置越远,加速度响应幅值越大;在共振条件下收获,能够获得更高的落果率。为此,提出一种基于大型核桃树主枝共振频率的摇振采收方法,通过获取主枝处的共振频率,以各主枝共振频率进行多次摇振收获作业,实现共振条件下以较低激振能量获得最大振动响应收获,可有效提高收获效率和采净率。研究结果可为大型果树摇振采收方法提供理论基础。     

增速箱内部动态激励及系统振动响应数值仿真

采用三维接触有限元法得出啮合齿对的时变刚度曲线，根据齿轮精度确定齿面误差曲线，求得包括刚度激励和误差激励在内的内部动态激励。应用I－DEAS软件建立了增速箱有限元动力分析模型，并对增速箱的固有频率以及箱体和传动轴的振动响应进行了数值仿真，计算结果有良好的规律性。     

自激振动深松机关键部件仿真设计及试验

针对深松整地机存在的耕作阻力大、能耗高等问题,设计了一种自激振动深松机。基于Adams建立弹簧刚度系数分别为260N/mm和475N/mm的两种自激振动总成动力学仿真模型,得到振动频率分别为7Hz和9Hz,平均振幅分别为0.102m和0.036m,弹簧最大压缩力分别为9421N和9021N,分析发现选择直径20mm、中径80mm、刚度472N/mm的压缩弹簧具有更好的深松减阻效果。基于Ansys Workbench建立整机关键部件有限元仿真模型,对松土铲进行静力学分析,结果表明:施加5000N载荷时,最大形变为0.24169mm,最大应力为214.2MPa,满足强度要求;弹簧模态分析中,固有频率最小为69.133Hz,满足设计要求。田间试验结果表明:自激振动深松机深松深度为382mm,深松耕深稳定性系数为96.8%,地表10cm内碎土率达到62.8%,整机性能满足深松机评定指标。     

基于SPH算法的微耕机旋耕切土仿真研究

运用Pro/E和HYPERMESH软件,建立了旋耕刀辊的有限元模型。通过编辑K文件,建立了土壤SPH模型。应用光滑流体动力学理论,采用MAT147土壤材料,结合DYNA求解器,对微耕机旋耕切土进行了仿真研究。分析了旋耕刀辊切土过程,得到了旋耕刀辊切削力曲线和能量曲线,计算出微耕机在前进速度0.3m/s、旋转速度2.12r/s、耕深110mm、耕宽30mm参数条件下的切土功率为3.45kW,与实际微耕机的使用功率比较接近,验证了仿真的可靠性,可为微耕机整机及其零部件的优化设计提供理论依据。     

基于离散元的柔性作物茎秆振动响应仿真

建立考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学模型,对探索谷草分离机理、分析谷物分离过程和联合收获机参数优化具有重要意义。本文提出考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学仿真模型,研究了作物茎秆的动力学响应特性。首先,给出了作物柔性茎秆的动力学模型和动力仿真方法;以成熟期小麦第3节间为例,测量了茎秆的内外径、单位质量密度和弹性模量等参数;对茎秆的横向弯曲振动和纵向拉伸振动进行仿真,研究茎秆的动力学响应特性,并与理论计算结果进行比较。通过仿真获得长度108mm、外径3.7mm、内径1.9mm、弹性模量5.27GPa的小麦茎秆的横向振动频率和纵向振动频率分别为164.28、7633.59Hz,与理论计算结果的相对误差分别为0.28%和0.12%。最后,通过谷草分离仿真实验,验证了柔性作物茎秆模型的实用性。     

1WG3.5微耕机的设计与试验研究

1设计方案本机吸收了国内、外相对成熟机型的特点、优点,并结合广东省的实际情况进行设计的。1.1使用范围必须能适应山区、丘陵、平原、旱地、水田、果园、菜地等多种农艺作业的要求,配上相应的机具可进行旋耕、犁耕、果园开沟培土、抽水抗旱、喷淋、灌溉、植保喷药以及短途运输等作业功能。1.2各构件的技术要求旋耕器:配套旋耕器工作幅度为1000～1140mm,幅宽可以通过增减刀具进行调作,刀具拆装方便。操纵扶手:有两个以上的工作位置,调整和拆装方便。随着广东省农村产业结构的调整,农民已从种植水稻为主转向种植水稻和蔬菜、花卉、果树及其…     

大功率拖拉机驾驶室振动仿真与试验验证

针对路面不平度引起的拖拉机振动及驾驶员驾驶疲劳等问题，以大功率拖拉机为研究对象，基于车辆动力学理论建立六自由度人-椅-路面拖拉机振动模型，仿真拖拉机动态工况下人椅系统的振动传递过程。为验证模型的准确性，在田间及沥青道路上进行实车试验，测量动态工况下拖拉机座椅及人体头部、腰部、腿部的振动加速度，并与模型仿真结果进行对比；通过加速度响应的时域和频域分析，把加权加速度均方根值作为评价指标，对驾驶员的振动舒适性进行评价分析。结果表明：建立的人椅系统模型与振动试验的结果有很高的一致性，模型具有良好的预测效果，且驾驶员测量部位因振动产生的不舒适感由低到高为头部、腿部、腰部，为拖拉机减振及座椅设计提供了参考。     

机器人采摘葡萄果穗振动仿真与试验

针对机器人摘取及移送过程中导致的果穗振动与果粒脱落问题,提出了一种面向穗轴激励输入的果穗振动仿真模型。以葡萄为研究对象,在果穗梗-果结构特性基础上,提出了挠性杆-铰链-刚性杆-质量球复合果穗模型,并由试验确定了模型中各级梗间铰链弹性系数与阻尼系数、果粒尺寸与质量的正态分布规律,获得了主穗轴的抗弯特性。进而利用激光3D扫描重构得到梗系统,根据试验结果分别进行刚性、挠性杆件定义和果粒与梗间铰链的添加,构建得到果穗振动仿真模型。通过仿真精度验证试验发现,在激励作用的加速、匀速和减速阶段,经正态分布统计仿真与实测中果穗的各果粒摆角均值与标准差相差均在2%和6.6%以内,表明不同阶段其精度均良好。最终利用该模型分析了不同激励方式及不同采摘阶段对果穗振动的影响。果穗振动仿真模型的建立,为实现各类果穗的机器人减振低脱采摘提供了有力的分析工具。